KR20070036117A - Method for implementing channel estimate in orthogonal frequency division multiplexing (ofdm) system - Google Patents
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Abstract
직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템에서의 채널 추정을 위한 방법은, 송신기가, 상기 시스템에 의해 지지되는 최대 도플러 주파수 시프트에 따른 파일럿 OFDM 심벌들의 분포 밀도를 결정하며, 상기 파일럿 OFDM 심벌들의 분포 밀도에 기초하여 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌을 송신하는 단계; 및 수신기가, 상기 수신된 파일럿 OFDM 심벌들에 따라 데이터 OFDM 심벌들의 주파수 도메인 채널 정보를 추정하는 단계를 포함한다. 본 발명은 높은 지연 채널에서의 큰 성능 손실 및 채널이 급속하게 변화하는 시스템에서의 문제점을 해결한다. 본 발명은 채널 환경이 급속하게 변화하여도 채널 추정의 우수한 성능을 제공하고, 높은 지연 채널의 성능을 향상시키고, 데이터 통신 시스템을 변화하는 환경에 더욱 적절하게 적합하게 하며 실제의 채널 추정에 대해 보다 우수한 성능을 발휘하게 함으로써, 시스템의 데이터 송신 효율성이 증가한다.A method for channel estimation in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system includes a method in which a transmitter determines a distribution density of pilot OFDM symbols according to a maximum Doppler frequency shift supported by the system, and determines a distribution density of the pilot OFDM symbols. Transmitting a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol on the basis; And a receiver estimating frequency domain channel information of data OFDM symbols according to the received pilot OFDM symbols. The present invention solves the large performance loss in high delay channels and problems in systems where the channel changes rapidly. The present invention provides superior performance of channel estimation even when the channel environment changes rapidly, improves the performance of high delay channels, makes the data communication system more suitable for changing environments, and more By exerting good performance, the data transmission efficiency of the system is increased.
OFDM 심벌, 송신기, 수신기, 채널 추정 OFDM symbol, transmitter, receiver, channel estimation
Description
본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 기술에 관한 것이며, 특히 OFDM 시스템에서 채널 추정을 위한 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) techniques, and more particularly to a method for channel estimation in an OFDM system.
OFDM 기술은 고 레이트 데이터 전송 서비스용 주파수 분할 다중 기술 중 하나이다. 종래의 싱글 캐리어 기술과 비교하여, OFDM은 간단한 등화 알고리즘(equalization algorithm)을 사용함으로써 더욱 높은 스펙트럼 효율성을 제공한다. 한편, 종래의 주파수 분할 다중(FDM)에 채택되었던, 주파수 간섭을 피하기 위해 이웃하는 서브캐리어 사이에 주파수 안내 대역(frequency guard band)을 할당할 필요가 없기 때문에, 대역폭이 절약된다.OFDM technology is one of frequency division multiplexing techniques for high rate data transmission services. Compared with conventional single carrier technology, OFDM provides higher spectral efficiency by using a simple equalization algorithm. On the other hand, bandwidth is saved because there is no need to assign a frequency guard band between neighboring subcarriers to avoid frequency interference, which has been adopted in conventional frequency division multiplexing (FDM).
최근, OFDM 기술은 통신 시스템에서 폭넓게 사용되고 있고 무선 랜 표준 802.11a와 고정 무선 액세스 표준 802.16a에 적용되어 왔다. 이 외에도, 3GPP의 무선 액세스 네트워크 및 IEEE 802.20의 물리층과 관련하여, OFDM 기술은 스펙트럼 효율성이 높은 이동 무선 액세스 시스템을 구축하기 위해 고려되고 있다.Recently, OFDM technology has been widely used in communication systems and has been applied to the wireless LAN standard 802.11a and the fixed wireless access standard 802.16a. In addition, with respect to the 3GPP radio access network and the IEEE 802.20 physical layer, OFDM technology is being considered to build a mobile radio access system with high spectrum efficiency.
도 1은 종래의 주파수 분할 셀룰러 시스템의 네트워킹 도면을 도시한다. 이 시스템에서, 2개의 무선 네트워크 제어기(RNC), RNC1 및 RNC2는 코어 네트워크(CN)에 접속되어 있고, 일부의 기지국(BS)은 2개의 RNC 중 하나에 접속되어 있는데, BS1, BS2 및 BS3은 RNC1에 접속되어 있고, BS4, BS5 및 BS6은 RNC2에 접속되어 있으며, 2개의 이동국(MS), MS1 및 MS2는 상기 BS들과의 무선 접속을 유지하고 있다. 도 2는 종래의 셀 전방향 안테나 다중 모드이며, 간단하게 셀 다중 모드라 한다. 도 3은 종래의 셀 120도 지향성 안테나 다중 모드이며, 간단하게 섹터 다중 모드(sectored multiplexing mode)라 한다. OFDM 기술을 사용하는 데이터 전송 기술은 다음과 같은 이점을 갖는다.1 shows a networking diagram of a conventional frequency division cellular system. In this system, two radio network controllers (RNC), RNC1 and RNC2 are connected to the core network (CN), and some base stations (BS) are connected to one of the two RNCs, where BS1, BS2 and BS3 are It is connected to RNC1, BS4, BS5 and BS6 are connected to RNC2, and two mobile stations MS, MS1 and MS2 maintain a radio connection with the BSs. 2 is a conventional cell omni-directional antenna multi-mode, referred to simply as cell multi-mode. 3 is a
1. 멀티패스 지연 확산 하의 우수한 로버스트니스(robustness). 도 4에 도시된 바와 같이, 시간 도메인 OFDM 심벌은 데이터 부분과 사이클릭 프리픽스 부분의 2부분을 포함하는데, 사이클릭 프리픽스 부분은 데이터 부분의 최종 부분을 계산함으로써 생성되며, 도면에 도시된 바와 같이 데이터 부분은 지속 기간 Tdata를 점유하고, 사이클릭 프리픽스 부분은 지속 기간 Tcp를 점유한다. OFDM 기술의 로버스트니스는 다음과 같이 말할 수 있는데, 즉 OFDM 심벌 지속 기간 Ts에 비해, 종래의 채널 임펄스 응답 지속 기간은 매우 짧고 Ts의 매우 짧은 부분만을 점유하므로, 그래서 더 짧은 사이클릭 프리픽스, 즉 Tcp를 증가시킴으로써, 멀티패스에 의해 야기되는 신호들 사이의 간섭을 완전하게 제거한다.1. Excellent robustness under multipath delay spread. As shown in Fig. 4, the time domain OFDM symbol includes two portions of a data portion and a cyclic prefix portion, wherein the cyclic prefix portion is generated by calculating the final portion of the data portion, as shown in the figure. The portion occupies the duration T data , and the cyclic prefix portion occupies the duration T cp . The robustness of the OFDM technique can be said as follows, compared to the OFDM symbol duration T s , the conventional channel impulse response duration is very short and occupies only a very short portion of T s , thus a shorter cyclic prefix. In other words, increasing T cp completely eliminates interference between signals caused by multipath.
2. 주파수 선택 페이딩 하의 우수한 로버스트니스. 채널 코딩과 같은 용장성 솔루션을 통해, OFDM 기술은 좋지 않은 페이딩 서브캐리어에 의해 반송된 디지털 신호를 복구할 수 있다.2. Excellent robustness under frequency selective fading. With redundancy solutions such as channel coding, OFDM techniques can recover digital signals carried by poor fading subcarriers.
3. 간단한 등화 알고리즘. OFDM 기술은 신호를 주파수 도메인으로 전송하고 간단한 곱셈을 사용하여 주파수 도메인에서의 채널 효과를 표현할 수 있기 때문에, 간단한 하나의 탭 등화기(tap equalizer)를 사용하여 상기 신호를 OFDM 시스템에서 등화할 수 있다.3. Simple equalization algorithm. Since OFDM technology can transmit signals in the frequency domain and use simple multiplication to represent channel effects in the frequency domain, a simple tap equalizer can be used to equalize the signals in an OFDM system. .
4. 흔히 사용되는 FDM 기술에 비해 더 높은 스펙트럼 효율성.4. Higher spectral efficiency compared to commonly used FDM technology.
OFDM 기술을 사용하는 데이터 전송 시스템이 전술한 이점을 가지고 있지만, 실제의 시스템에서 이점을 실현하기 위해서는, 보다 구체적으로는, OFDM 시스템을 일반적으로 작동시키기 위해서는, 주파수 동기화, 심벌 동기화, 프레임 동기화, 채널 추정 및 등화 등과 같은 몇몇 키(key) 기술을 개발하는 것이 필요하다. 이러한 키 기술은 시스템의 응용 환경에 관한 것뿐만 아니라 시스템의 네트워크 구성상의 요건에 관한 것이기도 하다.Although a data transmission system using OFDM technology has the advantages described above, in order to realize the advantages in a real system, more specifically, to operate an OFDM system generally, frequency synchronization, symbol synchronization, frame synchronization, channel It is necessary to develop some key techniques such as estimation and equalization. This key technology is not only about the application environment of the system but also about the requirements of the network configuration of the system.
전술한 키 기술에서의 채널 추정의 목적은, 채널 추정을 통해, 수신기는 송신기가 데이터를 송신하는 채널의 주파수 도메인 정보를 얻을 수 있고, 이 채널의 주파수 도메인 정보에 기초하여, 수신기는 등화 처리를 수행하여 데이터를 얻을 수 있다. 그러므로 채널 추정은 수신기가 데이터를 정확하고 효과적으로 얻기 위한 중요한 필수 조건이다.The purpose of channel estimation in the key description described above is that through channel estimation, the receiver can obtain frequency domain information of the channel to which the transmitter transmits data, and based on the frequency domain information of this channel, the receiver performs equalization processing. To get the data. Therefore, channel estimation is an important prerequisite for the receiver to obtain data accurately and effectively.
IEEE 802.11a 프로토콜은 채널 추정 기술을 제공한다. 802.11a 시스템의 프레임 구조는 도 5에 도시되어 있다. 모든 프레임은 프리앰블, 및 일정하지 않은 길 이를 갖는 데이터 OFDM 심벌을 포함한다. 데이터 OFDM 심벌은 사용자 데이터 및 시그널링을 포함한다. 802.11a의 파일럿 서브캐리어 할당 솔루션이 도 6에 도시되어 있다. 802.11a 및 802.16a의 물리층 선택 솔루션에서, 채널 추정은 상기 프리앰블을 사용한다. 구체적으로, 수신기는 송신기에 의해 송신된 프리앰블의 모든 서브캐리어에 반송된 데이트(date)를 알기 때문에, 그 수신된 프리앰블에 따라, 상기 프리앰블의 모든 서브캐리어의 채널 조건이 얻어질 수 있고, 채널 환경이 천천히 변할 때, 상기 프리앰블의 모든 서브캐리어의 채널 조건은 OFDM의 대응하는 서브캐리어의 채널 조건으로서 고려될 수 있다.The IEEE 802.11a protocol provides a channel estimation technique. The frame structure of the 802.11a system is shown in FIG. Every frame includes a preamble, and a data OFDM symbol with an inconsistent length. The data OFDM symbol includes user data and signaling. The pilot subcarrier allocation solution of 802.11a is shown in FIG. In the physical layer selection solution of 802.11a and 802.16a, channel estimation uses the preamble. Specifically, since the receiver knows the date returned to all subcarriers of the preamble transmitted by the transmitter, according to the received preamble, channel conditions of all subcarriers of the preamble can be obtained, and the channel environment When this slowly changes, the channel conditions of all subcarriers of the preamble can be considered as channel conditions of corresponding subcarriers of OFDM.
환언하면, 802.11a에 의해 제공되는 채널 추정 솔루션은, 데이터 OFDM 심벌의 채널 조건이 대응하는 프리앰블의 채널 조건에 가깝다는 것에 기반을 두고 있다. 채널 환경이 급속하게 변할 때, 이러한 근사는 큰 오류를 일으킬 수 있다. 이 외에, 채널 환경 역시 수신기와 송신기 사이의 상대적 이동에 따라 변한다. 그래서 전술한 솔루션을, 급속하게 변화하는 채널 환경의 시스템에 적용하기에는 효과적이지 못하다. 현재의 이동 무선 통신 시스템에서의 채널 조건은 급속하게 변하고 있기 때문에, 분명하게 말할 수 있는 것은, 802.11a에 의해 제공되는 이러한 채널 추정 솔루션은 이동 무선 통신 시스템에 적합하지 않다는 것이다.In other words, the channel estimation solution provided by 802.11a is based on the channel condition of the data OFDM symbol being close to the channel condition of the corresponding preamble. When the channel environment changes rapidly, this approximation can cause big errors. In addition, the channel environment also changes with the relative movement between the receiver and the transmitter. Thus, the above solution is not effective for applying to a system in a rapidly changing channel environment. Since channel conditions in current mobile wireless communication systems are changing rapidly, it can be clearly said that this channel estimation solution provided by 802.11a is not suitable for mobile wireless communication systems.
802.11a에서, 파일럿 서브캐리어를 도입함으로써, 상기 프리앰블의 모든 서브캐리어의 채널 조건을 보정하기 위해 채널의 변화를 추적하고, 상기 프리앰블의 모든 서브캐리어의 보정된 채널 조건을 데이터 OFDM 심벌의 서브캐리어의 채널 조건으로서 취하도록 하였지만, 그러한 보정은 채널 조건의 급속한 변화를 반영하지 못하며, 성능면에서도 상당한 저하를 일으킨다.In 802.11a, by introducing a pilot subcarrier, the channel change is tracked to correct the channel conditions of all subcarriers of the preamble, and the corrected channel conditions of all subcarriers of the preamble are compared to the subcarriers of the data OFDM symbol. Although intended to be taken as a channel condition, such correction does not reflect a rapid change in channel condition and causes significant degradation in performance.
전술한 문제를 해결하기 위해, 시간 주파수 그리드의 파일럿 서브캐리어 할당 솔루션이 제안되어 있으며, 도 7에 도시되어 있다. 이 솔루션에서, 파일럿 OFDM 심벌, 즉 프리앰블은 시간 주파수 플레인에 균등하게 분포되어 있다. 채널의 변화를 추적하기 위해 파일럿 OFDM 심벌을 사용하는 것은 채널이 변화하는 문제를 부분적으로 해결할 수 있다.In order to solve the above problem, a pilot subcarrier allocation solution of a time frequency grid has been proposed and shown in FIG. In this solution, the pilot OFDM symbols, or preambles, are evenly distributed over the time frequency plane. Using pilot OFDM symbols to track channel changes can partially solve the problem of channel changes.
지멘스 사는 3GPP RAN1을 제안하였는데, 제안된 Tdoc R1-030780은 시간 주파수 그리드 모드뿐만 아니라 채널 추정 방법 및 모의 실험 결과에 따라 파일럿 주파수를 할당하는 특정한 솔루션에 관한 것이다. 이 솔루션은 시간 주파수 플레인 상의 데이터 서브캐리어 채널 조건을 얻기 위한 2회 1차원 보간(twice-order one-dimension interpolation)을 사용하는데, 먼저 시간 도메인에 대해 3차 라그랑즈 보간을 실시하고 그 다음 주파수 도메인에 대해 7차 라그랑즈 보간을 실시한다. 지멘스 사에 의해 제공되는 모의 실험 결과는 PA3, PB3 및 VA30 채널에 대해 0.5 - 0.7 dB 성능 저하를 나타내며, VB30 채널에 대해 BLER=0.13에서 플로어 오류(floor error)를 갖는다. 이것은 큰 지연을 갖는 채널에 있어서, 지멘스 사의 채널 추정 솔루션이 성능 면에서 큰 저하가 있음을 의미한다.Siemens has proposed 3GPP RAN1, which proposes a specific solution for assigning pilot frequencies based on channel estimation method and simulation results as well as time frequency grid mode. This solution uses twice-order one-dimension interpolation to obtain the data subcarrier channel conditions on the time frequency plane, first performing third-order Lagrangian interpolation over the time domain and then the frequency domain. The 7th Lagrangian interpolation is performed. Simulation results provided by Siemens show 0.5-0.7 dB performance degradation for the PA3, PB3 and VA30 channels and floor error at BLER = 0.13 for the VB30 channel. This means that for channels with large delays, Siemens' channel estimation solution has a significant degradation in performance.
전술한 바의 관점에서, 본 발명은 채널 추정을 수행하면서 수신기에서 성능 저하를 감소시킬 수 있도록 OFDM 시스템에서의 채널 추정을 위한 방법을 제공한다.In view of the foregoing, the present invention provides a method for channel estimation in an OFDM system to reduce performance degradation at a receiver while performing channel estimation.
본 발명의 기술적 방식은 이하와 같이 기술된다.The technical scheme of the present invention is described as follows.
직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템에서의 채널 추정을 위한 방법은,Method for channel estimation in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system,
a. 송신기가, 상기 시스템에 의해 지지되는 최대 도플러 주파수 시프트에 따른 파일럿 OFDM 심벌들의 분포 밀도를 결정하며, 상기 파일럿 OFDM 심벌들의 분포 밀도에 기초하여 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌을 송신하는 단계; 및a. Determining, by the transmitter, a distribution density of pilot OFDM symbols according to a maximum Doppler frequency shift supported by the system, and transmitting a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol based on the distribution density of the pilot OFDM symbols; And
b. 수신기가, 상기 수신된 파일럿 OFDM 심벌들에 따라 데이터 OFDM 심벌들의 주파수 도메인 채널 정보를 추정하는 단계b. Estimating, by the receiver, frequency domain channel information of data OFDM symbols according to the received pilot OFDM symbols
를 포함한다.It includes.
단계 a에서, 최대 도플러 주파수 시프트에 따라 상기 파일럿 OFDM 심벌들의 분포 밀도를 결정하는 단계는,In step a, determining the distribution density of the pilot OFDM symbols according to the maximum Doppler frequency shift,
이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수를 다음의 식The number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols is given by
에 따라 결정하는 단계를 포함하며,Determining according to,
단, n은 이웃하는 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이고, Td는 하나의 데이터 OFDM 심벌이 점유하는 지속 기간이며, fd ,max는 시스템에 의해 지지되는 최대 도플러 주파수 시프트이다.Where n is the number of data OFDM symbols between neighboring OFDM symbols, T d is the duration occupied by one data OFDM symbol, and f d , max is the maximum Doppler frequency shift supported by the system.
단계 b는,Step b,
b11. 상기 수신기가, 수신된 시간 도메인 파일럿 OFDM 심벌에 따라 상기 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 응답을 얻는 단계;b11. Obtaining, by the receiver, a time domain channel response of the pilot OFDM symbol according to the received time domain pilot OFDM symbol;
b12. 상기 파일럿 OFDM 심벌의 상기 시간 도메인 채널 응답에 따라 상기 파일럿 OFDM 심벌의 상기 시간 도메인 채널 정보를 추출하는 단계; 및b12. Extracting the time domain channel information of the pilot OFDM symbol according to the time domain channel response of the pilot OFDM symbol; And
b13. 상기 파일럿 OFDM 심벌의 상기 시간 도메인 채널 정보에 따라 상기 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 추정하는 단계b13. Estimating frequency domain channel information of the data OFDM symbol according to the time domain channel information of the pilot OFDM symbol
를 포함한다.It includes.
본 발명에 의해 제공되는 솔루션에 따르면, 파일럿 OFDM 심벌의 분포 밀도는 OFDM 시스템에 의해 지지되는 최대 도플러 주파수 시프트에 따라 결정되며, 상기 수신기는 상기 수신된 파일럿 OFDM 심벌에 따라 데이터 OFDM 심벌 주파수 도메인 채널 정보를 추정한다. 이 방법으로, 높은 지연과 급속하게 변화하는 채널 환경에서도 우수한 성능이 달성된다. 본 발명은 데이터 통신 시스템의 채널 환경 적응성을 향상시키고, OFDM 시스템에서의 실제의 채널 추정의 성능을 개선시키며, 시스템의 데이터 송신 효율성을 증가시킨다.According to the solution provided by the present invention, the distribution density of the pilot OFDM symbol is determined according to the maximum Doppler frequency shift supported by the OFDM system, and the receiver performs data OFDM symbol frequency domain channel information according to the received pilot OFDM symbol. Estimate In this way, good performance is achieved even in high latency and rapidly changing channel environments. The present invention improves the channel environment adaptability of the data communication system, improves the performance of the actual channel estimation in the OFDM system, and increases the data transmission efficiency of the system.
도 1은 종래의 주파수 멀티플렉싱 셀룰러 시스템을 나타내는 네트워킹 도면이다.1 is a networking diagram illustrating a conventional frequency multiplexing cellular system.
도 2는 종래의 셀 전방향(omnidirectional) 안테나 모드를 나타내는 개략적인 도면이다.2 is a schematic diagram illustrating a conventional cell omnidirectional antenna mode.
도 3은 종래의 셀 120도 섹터 안테나 모드를 나타내는 개략적인 도면이다.3 is a schematic diagram illustrating a
도 4는 OFDM 심벌을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an OFDM symbol.
도 5는 802.11a의 프레임을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a frame of 802.11a.
도 6은 802.11a의 파일럿 주파수 분포를 나타내는 개략적인 도면이다.6 is a schematic diagram illustrating a pilot frequency distribution of 802.11a.
도 7은 파일럿 그리드 모드를 나타내는 개략적인 도면이다.7 is a schematic diagram illustrating a pilot grid mode.
도 8은 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌 사이의 분포 관계를 나타내는 개략적인 도면이다.8 is a schematic diagram illustrating a distribution relationship between a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol.
도 9는 파일럿 OFDM 심벌의 구조를 나타내는 개략적인 도면이다.9 is a schematic diagram illustrating a structure of a pilot OFDM symbol.
도 10은 데이터 OFDM 심벌의 구조를 나타내는 개략적인 도면이다.10 is a schematic diagram illustrating a structure of a data OFDM symbol.
도 11은 OFDM 심벌을 송신하는 송신기의 프로세스를 나타내는 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a process of a transmitter for transmitting an OFDM symbol.
도 12는 OFDM 심벌을 수신하는 수신기의 프로세스를 나타내는 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a process of a receiver for receiving an OFDM symbol.
도 13은 본 발명에 따른 OFDM 심벌의 넘버 섹션을 나타내는 개략도이다.13 is a schematic diagram illustrating a number section of an OFDM symbol according to the present invention.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 수신기에서 채널 추정과 과정을 나타내는 개략도이다.14 is a schematic diagram illustrating channel estimation and process in a receiver according to an embodiment of the present invention.
도 15는 도 14에 대응하는 채널 추정의 프로세스를 나타내는 흐름도이다.15 is a flowchart illustrating a process of channel estimation corresponding to FIG. 14.
도 16은 채널 추정의 다른 프로세스를 나타내는 흐름도이다.16 is a flowchart illustrating another process of channel estimation.
도 17은 시속 30km, 절단 경로 32의 차량 A 채널 하의 채널 추정 성능에 대한 모의 실험도이다.17 is a simulation diagram for channel estimation performance under vehicle A channel at 30 km per hour and cutting
도 18은 시속 60km, 절단 경로 32의 차량 A 채널 하의 채널 추정 성능에 대한 모의 실험도이다.18 is a simulation diagram for channel estimation performance under vehicle A channel of 60 km per hour and cutting
도 19는 시속 30km 및 절단 경로 160의 차량 B 채널 하의 채널 추정 성능에 대한 모의 실험도이다.19 is a simulation diagram for channel estimation performance under vehicle B channel of 30 km per hour and cutting
본 발명은 먼저 시스템에 의해 지지되는 최대 도플러 주파수 시프트에 따른 파일럿 OFDM 심벌의 분포 밀도를 설정하고, 상기 파일럿 OFDM 심벌의 분포 밀도에 기초하여, 송신기는 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌을 송신하며, 그런 다음 수신기는 상기 수신된 파일럿 OFDM 심벌에 따라 데이터 OFDM 심벌의 채널 추정을 수행한다.The present invention first sets the distribution density of the pilot OFDM symbol according to the maximum Doppler frequency shift supported by the system, and based on the distribution density of the pilot OFDM symbol, the transmitter transmits a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol. The receiver then performs channel estimation of the data OFDM symbol according to the received pilot OFDM symbol.
이하, 본 발명에 대해 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and embodiments of the present invention will be described in detail.
먼저, 파일럿 OFDM 심벌의 분포 밀도는 최대 도플러 주파수 시프트, 즉 시스템에 의해 지지되는, 이동국의 이동 속도에 따라 결정된다. 종래의 기술과 유사하게, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조는 도 8에 도시된 바와 같이, 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌을 포함한다. 파일럿 OFDM 심벌의 분포 밀도를 결정하는 것은 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌의 수를 결정하는 것이다. 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌의 수는 채널 환경이 얼마나 급속하게 변화하느냐에 달려 있다. 더 구체적으로, 시스템에 의해 지지되는 최대 도플러 주파수 시프트 fd ,max와 시스템에 의해 지지되는 최대 이동 속도 Vmax 사이의 관계를 다음과 같이 정의하자.First, the distribution density of the pilot OFDM symbol is determined according to the maximum Doppler frequency shift, i.e., the moving speed of the mobile station supported by the system. Similar to the prior art, the frame structure according to the embodiment of the present invention includes a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol, as shown in FIG. Determining the distribution density of the pilot OFDM symbols is to determine the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols. The number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols depends on how rapidly the channel environment changes. More specifically, define the relationship between the maximum Doppler frequency shift f d , max supported by the system and the maximum travel speed V max supported by the system as follows.
단, fc는 시스템의 반송파 주파수이고, c는 빛의 속도이다. 일반적으로 말하 면, 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌의 수는 다음과 같은 조건을 만족한다.Where f c is the carrier frequency of the system and c is the speed of light. Generally speaking, the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols satisfies the following conditions.
단, Td는 데이터 OFDM 심벌에 의해 점유되는 지속 기간이고, n은 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌의 수이다.Provided that T d is the duration occupied by the data OFDM symbols and n is the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols.
파일럿 OFDM 심벌의 길이가 데이터 OFDM 심벌의 길이와 같거나 같지 않은 것은 종래의 기술과 마찬가지이다. 마찬가지로, 파일럿 OFDM 심벌과 데이터 OFDM 심벌 양자가 사이클릭 프리픽스 부분과 데이터 부분을 포함하고, 사이클릭 프리픽스 부분은 데이터 부분의 최종 부분을 사이클링 함으로써 생성된다는 것은 종래 기술과 마찬가지이다. 사이클릭 프리픽스 부분의 길이는 그 샘플 포인트의 수로서 표현되고, 데이터 부분의 길이 역시 그 샘플 포인트의 수로서 표현된다. 파일럿 OFDM 심벌의 구조가 도 9에 도시되어 있는데, 여기서 Np ,cp는 사이클릭 프리픽스 부분의 길이이고, Np ,data는 데이터 부분의 길이이다. 데이터 OFDM 심벌의 구조가 도 10에 도시되어 있는데, 여기서 Nd ,cp는 사이클릭 프리픽스 부분의 길이이고, Nd ,data는 데이터 부분의 길이이다.The length of the pilot OFDM symbol is equal to or not equal to the length of the data OFDM symbol is the same as in the prior art. Similarly, it is similar to the prior art that both the pilot OFDM data and the data OFDM symbol include a cyclic prefix portion and a data portion, and the cyclic prefix portion is generated by cycling the last portion of the data portion. The length of the cyclic prefix portion is expressed as the number of sample points, and the length of the data portion is also expressed as the number of sample points. The structure of the pilot OFDM symbol is shown in FIG. 9, where N p , cp is the length of the cyclic prefix portion, and N p , data is the length of the data portion. The structure of a data OFDM symbol is shown in FIG. 10 where N d , cp is the length of the cyclic prefix portion and N d , data is the length of the data portion.
일반적으로, 파일럿 OFDM 심벌의 데이터 부분의 길이는 데이터 OFDM 심벌의 데이터 부분의 길이와 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 파일럿 OFDM 심벌이 점유하 는 시스템 자원을 절약하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 솔루션은 파일럿 OFDM 심벌의 데이터 부분의 길이 Np ,data를 데이터 OFDM 심벌의 데이터 부분의 길이 Nd ,data보다 짧게 설정한다. 일반적으로, 2개의 값 Np ,data 및 Nd ,data는 이하의 식을 만족하도록 설정될 수 있다.In general, the length of the data portion of the pilot OFDM symbol may be the same as or different from the length of the data portion of the data OFDM symbol. In order to save the system resources occupied by the pilot OFDM symbol, a solution according to an embodiment of the present invention is to make the length N p , data of the data portion of the pilot OFDM symbol shorter than the length N d , data of the data portion of the data OFDM symbol. Set it. In general, the two values N p , data and N d , data can be set to satisfy the following equation.
일반적으로 파일럿 OFDM 심벌의 사이클릭 프리픽스 부분의 길이는 데이터 OFDM 심벌의 사이클릭 프리픽스 부분의 길이와 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 멀티패스 지연에 의해 야기되는 파일럿 OFDM 심벌에 대한 네거티브 효과를 향상시키기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 솔루션은 파일럿 OFDM 심벌의 사이클릭 프리픽스 부분의 길이 Np ,cp를 데이터 OFDM 심벌의 사이클릭 프리픽스 부분의 길이 Nd ,cp보다 길게 설정한다.In general, the length of the cyclic prefix portion of the pilot OFDM symbol may be the same as or different from the length of the cyclic prefix portion of the data OFDM symbol. In order to improve the negative effect on the pilot OFDM symbol caused by the multipath delay, the solution according to the embodiment of the present invention is to calculate the length N p , cp of the cyclic prefix portion of the pilot OFDM symbol by the cyclic prefix of the data OFDM symbol. Set the length of the part longer than N d and cp .
파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌의 전술한 설정에 기초하여, 먼저 송신기는 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌의 사이클릭 부분과 데이터 부분에 \따라 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌을 생성하고, 그런 다음 이들 2개의 심벌을 시간 도메인 상에서 멀티플렉싱하며, D/A 변환과 같은 공정을 거친 후 상기 생성된 OFDM 심벌을 송신한다. 이러한 송신 과정이 도 11에 도시되어 있다.Based on the above settings of the pilot OFDM symbol and the data OFDM symbol, the transmitter first generates a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol according to the cyclic and data portions of the pilot OFDM symbol and the data OFDM symbol, and then these 2. Multiplexing symbols in the time domain, and performing the same process as D / A conversion and transmitting the generated OFDM symbols. This transmission process is shown in FIG.
수신 중에, 먼저 수신기는 수신된 전자기 신호(electromagnetism signal)를 샘플링하고, 그런 다음 그 샘플링된 데이터를 얻어진 시간 동기화에 기초하여 시간 도메인 상에서 디멀티플렉싱하여 시간 도메인 파일럿 OFDM 심벌 및 시간 도메인 데이터 OFDM 심벌을 형성하며, 그런 다음 주파수 도메인 상에서 파일럿 OFDM 심벌 및 데이터 OFDM 심벌을 얻고, 그런 다음 파일럿 OFDM 심벌에 기초하여 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 추정하며, 마지막으로 상기 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보에 기초한 채널 등화를 사용하여 전송된 데이터 OFDM 심벌을 복구한다. 이러한 수신 과정이 도 12에 도시되어 있다. During reception, the receiver first samples the received electromagnetism signal and then demultiplexes the sampled data on the time domain based on the obtained time synchronization to form a time domain pilot OFDM symbol and a time domain data OFDM symbol. And then obtain a pilot OFDM symbol and a data OFDM symbol on the frequency domain, and then estimate frequency domain channel information of the data OFDM symbol based on the pilot OFDM symbol, and finally based on the frequency domain channel information of the data OFDM symbol. Recover the transmitted data OFDM symbols using channel equalization. This receiving process is shown in FIG.
수신된 신호를 다루는 과정에서, 파일럿 OFDM 심벌에 기초하여 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 추정하는 동안, 수신기는 기존의 솔루션 외에 2가지 솔루션을 채택할 수 있다. 첫 번째 솔루션은 이하와 같다: 먼저 수신기는 수신된 파일럿 OFDM 심벌에 기초하여 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보를 얻고, 그런 다음 보간 알고리즘을 이용하여, 파일럿 OFDM의 시간 도메인 채널 정보에 따라 데이터 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보를 추정하고, 그런 다음 데이터 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보를 이용하여, 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 얻는다. 두 번째 솔루션은 이하와 같다: In the process of handling the received signal, while estimating the frequency domain channel information of the data OFDM symbol based on the pilot OFDM symbol, the receiver may adopt two solutions in addition to the existing solution. The first solution is as follows: First, the receiver obtains time domain channel information of the pilot OFDM symbol based on the received pilot OFDM symbol, and then uses an interpolation algorithm, according to the time domain channel information of the pilot OFDM data OFDM symbol. Estimates the time domain channel information of < RTI ID = 0.0 > and then < / RTI > The second solution is as follows:
먼저, 수신기는 수신된 파일럿 OFDM 심벌에 기초하여 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보를 얻고, 그런 다음 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보에 기초하여 파일럿 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 얻고, 그런 다음 보간 알고리즘을 이용하여, 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보에 따라 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 추정한다.First, the receiver obtains time domain channel information of the pilot OFDM symbol based on the received pilot OFDM symbol, and then obtains frequency domain channel information of the pilot OFDM symbol based on the time domain channel information of the pilot OFDM symbol, and then interpolates. Using the algorithm, the frequency domain channel information of the data OFDM symbol is estimated according to the frequency domain channel information of the neighboring pilot OFDM symbol.
이러한 2가지 프로세싱 방식을 기술하기 위해, 송신된 OFDM 심벌에 이하의 규칙에 따라 수를 할당한다.To describe these two processing schemes, numbers are assigned to transmitted OFDM symbols according to the following rules.
파일럿 OFDM 심벌의 수: 파일럿 OFDM 심벌의 수는 송신되는 시간 순서에 따라 할당되고, 먼저 송신된 파일럿 OFDM 심벌일수록 작은 수가 부여된다.Number of Pilot OFDM Symbols: The number of pilot OFDM symbols is allocated according to the time sequence in which they are transmitted, and the smaller number of pilot OFDM symbols transmitted earlier is assigned.
이웃하는 파일럿 OFDM 심벌 사이의 n 데이터 OFDM 심벌의 자연수: 1 내지 n의 자연수를 취하되, 먼저 송신된 파일럿 OFDM 심벌일수록 작은 수가 부여된다.Natural number of n data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols: A natural number of 1 to n is taken, but the smaller number is given to the pilot OFDM symbol transmitted earlier.
데이터 OFDM 심벌의 수: 먼저, 이웃하지만 데이터 OFDM 심벌보다 먼저 송신된 파일럿 OFDM 심벌의 수를 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수에 곱하고, 그런 다음 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌의 자연수를 더한다.Number of data OFDM symbols: First, multiply the number of pilot OFDM symbols that are neighbors but transmitted before the data OFDM symbols by the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols, and then the data between neighboring pilot OFDM symbols Add the natural number of the OFDM symbol.
위의 규칙에 따른, OFDM 심벌 수의 일부가 도 13에 도시되어 있다. 여기서 k-1, k, k+1 및 k+2는 파일럿 OFDM 심벌 수이고; n*(k-1)+1..., n*(k-1)+n은 파일럿 OFDM 심벌 k-1과 파일럿 OFDM 심벌 k 사이의 데이터 OFDM 심벌의 수이고: n*k+1..., n*k+n은 파일럿 OFDM 심벌 k와 파일럿 OFDM 심벌 k+1 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이며; n*(k+1)+1..., n*(k+1)+n은 파일럿 OFDM 심벌 k+1과 파일럿 OFDM 심벌 k+2 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이다.According to the above rule, a part of the number of OFDM symbols is shown in FIG. Where k-1, k, k + 1 and k + 2 are pilot OFDM symbol numbers; n * (k-1) +1 ..., n * (k-1) + n is the number of data OFDM symbols between pilot OFDM symbol k-1 and pilot OFDM symbol k: n * k + 1 .. n * k + n is the number of data OFDM symbols between pilot OFDM symbol k and pilot OFDM symbol k + 1; n * (k + 1) +1 ..., n * (k + 1) + n is the number of data OFDM symbols between pilot OFDM symbol k + 1 and pilot OFDM symbol k + 2.
위의 규칙에 기초하여, k번째 파일럿 OFDM 심벌의 i번째 서브캐리어는 주파수 도메인 신호 Dk,i를 반송하고, 그런 다음 k번째 파일럿 OFDM 심벌은 주파수 도메인 신호 시퀀스()를 반송한다.Based on the above rules, the i th subcarrier of the k th pilot OFDM symbol carries a frequency domain signal Dk, i, and then the k th pilot OFDM symbol is a frequency domain signal sequence ( B) return.
시간 도메인 데이터 OFDM 심벌 채널 정보가 먼저 얻어진 다음, 주파수 도메 인 채널 정보가 얻어지는 제1 채널 추정 방법에 대해 이하에 상세히 설명한다. 도 14는 제1 솔루션의 프로세싱 다이어그램을 도시하고 도 15는 흐름도를 도시한다.A first channel estimation method in which time domain data OFDM symbol channel information is first obtained and then frequency domain channel information is obtained will be described in detail below. 14 shows a processing diagram of the first solution and FIG. 15 shows a flowchart.
단계 1501. 수신된 시간 도메인 파일럿 OFDM 심벌에 따라, 파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답이 얻어진다.
수신된 k번째 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 신호 시퀀스가 ()인 것으로 가정하면, 고속 푸리에 변환(FFT)과 같은 푸리에 변환을 통해, 상기 수신된 주파수 도메인 신호 시퀀스()가 얻어진다. k번째 파일럿 OFDM 심벌에 의해 반송되는 주파수 도메인 신호 시퀀스는 ()이기 때문에, k번째 파일럿 OFDM 심벌에서의 주파수 도메인 채널 응답은 ()이고, 간단하게 표현하면 ()이다. 얻어진 주파수 도메인 채널 응답 ()에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)과 같은 역 푸리에 변화를 수행함으로써, k번째 파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답이 얻어지고, 간략하게 표현하면 ()이다.The time domain signal sequence of the k-th pilot OFDM symbol received is ( Assuming that the received frequency domain signal sequence (i.e., a Fourier transform, such as a fast Fourier transform (FFT) ) Is obtained. The frequency domain signal sequence carried by the kth pilot OFDM symbol is ( Since the frequency domain channel response in the kth pilot OFDM symbol is ), In simple words ( )to be. Obtained Frequency Domain Channel Response ( By performing an Inverse Fourier Transform, such as an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT), for a time domain channel response in the kth pilot OFDM symbol, )to be.
단계 1502. 파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답에 따라, 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보가 추출되며, 시간 도메인 채널 정보는 경로 지연, 경로 페이딩 등을 포함한다.
파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답을 얻으면, 잡음 및 간섭을 감소하기 위해, 정보를 분석하여 효과적인 채널 정보를 얻을 필요가 있다.Once the time domain channel response in the pilot OFDM symbol is obtained, it is necessary to analyze the information to obtain effective channel information in order to reduce noise and interference.
효과적인 채널 정보를 얻는 데는 2가지 방법이 있다. 한가지 방법은 단순 절단 방법인데, 이 방법은 무선 송신 환경의 채널 지연의 범위가 알려져 있을 때 사용될 수 있으며, 다른 방법은 채널 정보의 적응성 추출 방법이다.There are two ways to get effective channel information. One method is a simple truncation method, which can be used when the range of channel delay in a wireless transmission environment is known, and the other method is an adaptive extraction method of channel information.
단순한 절단 방법에 있어서는, 시스템에 의해 지지되는 지연 확산에 기초하여 절단 범위를 결정한다. 예를 들어, 최대 채널 지연이 N 샘플 포인트인 것으로 가정하면, 단계 1502에서 얻어진, 파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답 ()은 바로 절단되며, 절단 범위는 최대 지연의 대응하는 샘플 포인트보다 약간의 비트만큼 더 크며; 예를 들어, 절단 범위는 N'이고, N'≤N이다. 이 경우, k번째 파일럿 OFDM 심벌에서의 얻어진 시간 도메인 채널은 ()이고, 여기서 제로의 수는 Np ,data-N'이다. 적응성 추출 방법에 있어서, 시간 도메인 채널 응답으로부터의 기간 동안에 지속적으로 수신되는, 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 응답 () 중 가장 강력한 경로가 효과적인 경로로서 선택되 고, 그 선택된 경로가 지속적일 필요는 없다. 예를 들어, 상기 기간 동안에 있어서는, ()가 효과적인 채널 정보로서 선택될 수 있다. 상기 효과적인 채널 정보를 결정하면, 제로를 사용하여 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 응답에서의 선택되지 않은 시간 도메인 채널 값을 대체한다.In a simple cutting method, the cutting range is determined based on the delay spread supported by the system. For example, assuming that the maximum channel delay is N sample points, the time domain channel response in the pilot OFDM symbol obtained in step 1502 ( ) Is truncated immediately, and the truncation range is slightly larger than the corresponding sample point of the maximum delay; For example, the cutting range is N 'and N'≤N. In this case, the obtained time domain channel in the kth pilot OFDM symbol is ( ), Where the number of zeros is N p , data -N '. In the adaptive extraction method, the time domain channel response of a pilot OFDM symbol, which is continuously received for a period from the time domain channel response, The strongest path of the) is chosen as the effective path, and the selected path need not be persistent. For example, during this period, ) May be selected as effective channel information. When determining the effective channel information, zero is used to replace the unselected time domain channel value in the time domain channel response of the pilot OFDM symbol.
이 외에, 전술한 적응성 추출 방법은 간략화될 수 있다. 예를 들어, 이 방법에서는 적응성 절단 방법을 형성하기 위해 절단이 사용될 수 있다. 적응성 절단 방법은 이하와 같다: 먼저, 에너지 집중 영역을 찾아내기 위해 파일럿 OFDM 심벌에서의 연속적인 시간 도메인 채널 응답을 분석하고 그 영역의 길이를 N'으로 취함으로써 절단 길이 N'를 결정하고, 그런 다음 N' 전의 시간 도메인 채널 값을 얻고 파일럿 OFDM 심벌에서의 선택되지 않은 시간 도메인 채널 응답, 즉 N' 후의 시간 도메인 채널 값을 제로로 대체한다. 이 방법으로, 시간 도메인 채널 정보가 결정된다.In addition, the above-described adaptive extraction method can be simplified. For example, cutting can be used in this method to form an adaptive cutting method. The adaptive truncation method is as follows: First, the truncation length N 'is determined by analyzing successive time domain channel responses in the pilot OFDM symbol and taking the length of that region as N' to find the energy concentration region, The next time domain channel value before N 'is obtained and the non-selected time domain channel response in the pilot OFDM symbol, ie the time domain channel value after N', is replaced with zero. In this way, time domain channel information is determined.
단계 1503. 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들의 시간 도메인 채널 정보에 대해 특정한 보간을 수행함으로써 데이터 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보를 추정한다.
파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보 ()를 얻으면, 데이터 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보 ()를 추정하며, 여기서 s는 데이터 OFDM 심벌의 수이다.Time Domain Channel Information of Pilot OFDM Symbol ), Time domain channel information of the data OFDM symbol ( ), Where s is the number of data OFDM symbols.
구체적으로, ()를 사용하여 값을 추정할 수 있으며, 여기서 j는 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 자연수이다.Specifically, ( )use with The value can be estimated, where j is the natural number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols.
값을 추정하기 위해, (2l-1)차 라그랑즈 보간을 채택할 수 있다. 통상적인 추정 식은 이하와 같다: To estimate the value, we can adopt (2l-1) th order Lagrangian interpolation. Typical estimation equations are as follows:
단, 는 (k+m)번째 파일럿 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이고, 는 (k*n+j)번째 데이터 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이며, n은 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이다.only, Is a time domain channel value at the i th sample point of the (k + m) th OFDM OFDM symbol, Is the time domain channel value at the i th sample point of the (k * n + j) th data OFDM symbol, and n is the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols.
1차 라그랑즈 보간, 즉 선형 보간이 실행될 때, 전술한 식은 다음과 같이 간략하게 될 수 있다:When first-order Lagrangian interpolation, ie linear interpolation, is performed, the above equation can be simplified as follows:
단, 는 k번째 파일럿 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이고, 는 (k*n+j)번째 데이터 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이며, n은 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이다.only, Is the time domain channel value at the i th sample point of the k th pilot OFDM symbol, Is the time domain channel value at the i th sample point of the (k * n + j) th OFDM symbol, and n is the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols.
마찬가지로 (2l-1)차 대수 라그랑즈 보간을 실행하면 통상적인 추정식은 다음과 같이 된다:Likewise, with the (2l-1) logarithmic Lagrangian interpolation, a typical estimate is:
단, 는 (k+m)번째 파일럿 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이고, 는 (k*n+j)번째 데이터 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이며, n은 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이다.only, Is a time domain channel value at the i th sample point of the (k + m) th OFDM OFDM symbol, Is the time domain channel value at the i th sample point of the (k * n + j) th OFDM symbol, and n is the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols.
마찬가지로, 1차 대수 라그랑즈 보간, 즉 선형 대수 라그랑즈 보간을 실행하면, 위 식은 다음과 같이 간략하게 될 수 있다: Likewise, if you perform linear algebraic Lagrangian interpolation, or linear algebraic Lagrangian interpolation, the above equation can be simplified to:
단, 는 (k+m)번째 파일럿 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이고, 는 (k*n+j)번째 데이터 OFDM 심벌의 i번째 샘플 포인트에서의 시간 도메인 채널 값이며, n은 이웃하는 파일럿 OFDM 심벌들 사이의 데이터 OFDM 심벌들의 수이다.only, Is a time domain channel value at the i th sample point of the (k + m) th OFDM OFDM symbol, Is the time domain channel value at the i th sample point of the (k * n + j) th OFDM symbol, and n is the number of data OFDM symbols between neighboring pilot OFDM symbols.
전술한 식들 중 어느 하나를 이용하여, ()을 추정한다. 뒤이어 제로의 Nd ,data-N'를 가산하면, ()가 얻어진다.Using any of the above formulas, Estimate). Subsequently adding zero N d , data -N ', ) Is obtained.
단계 1504. 데이터 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보를 사용하여, 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 얻을 수 있다.
구체적으로, s번째 데이터 OFDM 심벌의 상기 얻어진 시간 도메인 채널 응답 ()에 대해 IFFT를 실행하면, s번째 데이터 OFDM 심벌에서의 주파수 도메인 채널 응답 ()이 얻어진다.Specifically, the obtained time domain channel response of the sth data OFDM symbol ( IFFT is performed on the frequency domain channel response (s) in the sth data OFDM symbol. ) Is obtained.
제2 채널 추정 방법에 따르면, 먼저 파일럿 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보가 얻어지고, 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보가 얻어진다. 흐름 도가 도 16에 도시되어 있고 이하의 단계를 갖는다:According to the second channel estimation method, first, frequency domain channel information of a pilot OFDM symbol is obtained, and frequency domain channel information of a data OFDM symbol is obtained. The flow diagram is shown in FIG. 16 and has the following steps:
단계 1601. 수신된 시간 도메인 파일럿 OFDM 심벌에 따라, 파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답이 얻어진다.
이 단계는 단계 1501과 같다.This step is the same as
단계 1602. 파일럿 OFDM 심벌에서의 시간 도메인 채널 응답에 따라, 파일럿 OFDM 심벌의 시간 도메인 채널 정보가 추출되고; 시간 도메인 채널 정보는 경로 지연, 경로 페이딩 등을 포함한다.
이 단계는 단계 1502와 같다.This step is the same as
단계 1603. 파일럿 OFDM 심벌의 상기 얻어진 시간 도메인 채널 정보에 따라 상기 파일럿 OFDM 심벌의 대응하는 주파수 도메인 채널 정보를 얻는다.
단계 1604. 파일럿 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보에 대해 보간을 실행함으로써 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보가 얻어진다.
단계 1604에서, 보간은 (2l-1)차 라그랑즈 보간이다. 이 외에, 파일럿 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를, 파일럿 OFDM 심벌에 이웃하는 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보로서 직접적으로 취함으로써, 데이터 OFDM 심벌의 주파수 도메인 채널 정보를 보간 없이도 얻을 수 있다. In
본 발명에 따른 솔루션은 급속하게 변화하고 높은 지연을 갖는 채널 환경에서 더욱 우수한 성능을 갖는다. 구체적으로, 이상적인 채널 추정과 비교하여, 절단 경로 수가 32일 때, 시속 30km의 차량 A 채널의 채널 추정에 있어서 성능 손실은 0.3 dB미만인데, 이것이 도 17에 도시되어 있으며; 시속 60km의 차량 A 채널의 채 널 추정에 있어서 성능 손실은 1.1 dB미만인데, 이것이 도 18에 도시되어 있으며; 절단 경로 수가 160일 때조차도, 시속 30km의 차량 B 채널의 채널 추정에 있어서 성능 손실은 0.7 dB미만인데, 이것이 도 17에 도시되어 있다.The solution according to the invention has better performance in a channel environment with rapidly changing and high delay. Specifically, compared to the ideal channel estimation, when the number of cut paths is 32, the performance loss in the channel estimation of the vehicle A channel at 30 km per hour is less than 0.3 dB, which is shown in FIG. 17; In channel estimation of vehicle A channel at 60 km per hour, the performance loss is less than 1.1 dB, which is shown in FIG. 18; Even when the number of cut paths is 160, the performance loss in the channel estimation of the vehicle B channel at 30 km per hour is less than 0.7 dB, which is shown in FIG.
전술한 바는 본 발명의 단지 양호한 실시예에 지나지 않고 본 발명을 제한하려는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서의 그 다양한 다른 변형, 동등한 대체 및 수정은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다.The foregoing is merely exemplary embodiments of the present invention and is not intended to limit the present invention, and various other modifications, equivalent substitutes and modifications within the scope and spirit of the present invention are within the scope of the present invention. It is intended to be included.
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